下部構造の点検・補修・補強｜基礎・橋台・橋脚の損傷と耐震補強の方法を解説

橋を足元で支えているのが、橋台（きょうだい）・橋脚（きょうきゃく）・基礎（きそ）からなる「下部構造」です。橋の両端で土を受け止めるのが橋台、橋の中間で桁を支えるのが橋脚、そして橋台や橋脚を地盤に固定するのが基礎です。下部構造は、橋にかかるすべての力を最終的に地盤へ伝える、いわば橋の土台です。

その土台が傷めば、橋全体の安全が脅かされます。しかも下部構造は、水中や地中にあって見えにくく、傷んでも手当てが難しいという、やっかいな性質を抱えています。ここでは、下部構造の点検から、特有の損傷、そして耐震補強を含む補修・補強の方法までを見ていきます。

下部構造の点検——材料で見方が変わる

下部構造の点検は、その部材が何でできているかによって、見方が変わります。

橋台や橋脚には、鉄筋コンクリートが使われることが多くあります。その場合は、一般の鉄筋コンクリート構造と同じように点検します。具体的には、ひび割れ、剥離（はくり）や鉄筋の露出、漏水や遊離石灰（ゆうりせっかい。コンクリートから溶け出した石灰分）、浮き、変色などが、主な着目点になります。コンクリート部材の点検の考え方は、コンクリート橋の場合と共通します。

【コンクリート橋の点検・補修・補強｜劣化のしくみと補修・補強の方法を解説】
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一方、橋脚が鋼でできている場合は、一般の鋼構造物として点検します。腐食、亀裂、ボルトのゆるみや脱落、破断、防食機能の劣化などが、主な着目点です。こちらは、鋼橋の点検の考え方と共通します。

【鋼橋の点検・補修・補強｜鋼材の損傷の種類と防食・補強の方法を解説】
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なお、橋脚が水中にある場合、その水面下の部分は、陸上のようには見ることができません。そのため、潜水士による調査や、水位が下がる時期をねらった点検など、特別な手だてが必要になります。下部構造の点検が難しいと言われるのは、こうした事情からです。

下部構造の損傷の例

下部構造の損傷を、部位ごとに整理すると、次のようになります。

損傷部位	主な損傷	損傷の原因
基礎	沈下・傾斜・移動	地盤の支持力不足、不同沈下、洗掘、ネガティブフリクション、側方流動、地震など
基礎	洗掘（せんくつ）	台風・豪雨時の流水などによる、基礎まわりの土砂の流出
コンクリートの橋台・橋脚	ひび割れ	温度・乾燥収縮、塩害・中性化、かぶり不足、アルカリ骨材反応、凍害、基礎の洗掘や沈下
コンクリートの橋台・橋脚	剥離・鉄筋露出	施工時の締固め不足、凍害、かぶり不足、塩害・中性化
コンクリートの橋台・橋脚	漏水・遊離石灰	打ち継ぎ目の施工不良、締固め不足
コンクリートの橋台・橋脚	浮き	鉄筋やPC鋼材の腐食による膨張
鋼製の橋脚	腐食	漏水、雨水の侵入、塗装の塗り替え時の素地調整不足
鋼製の橋脚	亀裂	段差による衝撃荷重や過荷重、溶接部の欠陥による疲労
鋼製の橋脚	ボルトのゆるみ・脱落	遅れ破壊、締付け不足、振動
鋼製の橋脚	変形	過荷重、車両や船舶の接触

とくに基礎に特有なのが、聞き慣れない言葉かもしれませんが、「ネガティブフリクション」や「側方流動（そくほうりゅうどう）」です。ネガティブフリクションは、まわりの軟弱な地盤が沈むときに、杭を下向きに引きずり込もうとする力のことです。側方流動は、軟弱な地盤が横方向に動いて、基礎を押してしまう現象です。こうした地盤がらみの原因が、基礎の沈下や傾きを引き起こします。

基礎には、地盤の固い層に直接据える直接基礎や、深い杭で支える杭基礎（くいきそ）などがあります。とくにこわいのが、橋の一部だけが不揃いに沈む「不同沈下（ふどうちんか）」です。橋全体が同じように沈むぶんにはまだしも、片側だけが沈めば、橋は傾き、上の桁にも無理な力がかかってしまいます。基礎の損傷は、このように下から上へと、橋全体に影響が及んでいくのです。

下部構造ならではの損傷と「特別な配慮」

下部構造には、上部構造には見られない、特有の損傷があります。

ひとつは、橋台の移動や傾斜です。橋台は、その背面にある土の圧力（土圧）を受け止めています。この背面からの土圧によって、橋台が前へ押し出されたり、傾いたりすることがあります。とくに橋台の傾斜は、その上に乗る桁、つまり上部構造の崩壊に直ちにつながりかねないため、注意が必要です。橋台の傾きは、桁の端の部分と、橋台の壁（パラペット）との位置関係を見ることで気づけることがあり、下げ振り（さげふり。糸におもりを下げた道具）を使えば、傾きの量を測ることもできます。

もうひとつは、洗掘による沈下や傾斜です。橋脚が河川の中や海の中にある場合、台風や豪雨の流れが基礎まわりの土砂を削り取り、橋脚を沈下させたり傾けたりします。また、橋台が杭基礎で支えられている場合にも、沈下や移動、傾斜が起こることがあります。橋台の背面が沈むと、橋とその先の道路とのつなぎ目に段差ができ、車が通るたびに衝撃が加わって、橋台まわりの傷みをさらに早めてしまうこともあります。

そして、下部構造の損傷には「特別な配慮」が欠かせません。なぜなら、橋脚の多くは水中や地中にあって、損傷を見つけにくいうえに、見つけても、すぐに対応するのが難しいからです。対応が間に合わなければ、通行車両の重量制限や通行止めといった規制が必要になり、最悪の場合は落橋にもつながります。だからこそ、わずかな異常も見落とさず、できるだけ早い段階でとらえることが、下部構造ではとりわけ重要になります。下部構造の点検と補修は、こうした重大な事態を防ぐ、いわば最後の砦なのです。

下部構造の補修・補強の例

下部構造の補修・補強には、次のような方法があります。

部位・区分	対策方法	目的
コンクリート橋台の補修	コンクリート塗装	表面被覆・防水
コンクリート橋台の補修	鳥害対策	糞による被害を避ける
コンクリート橋脚の補修	断面修復	コンクリート表面の修復
コンクリート橋脚の補強	炭素繊維シート巻き立て	耐震補強
コンクリート橋脚の補強	コンクリート巻き立て	耐震補強
コンクリート橋脚の補強	鋼板巻き立て	耐震補強
コンクリート橋脚の補強	アラミド繊維巻き立て	耐震補強
コンクリート橋脚の補強	あて板補強	梁柱の隅角部（ぐうかくぶ）の応力を低減
鋼製橋脚の補修・補強	鋼構造物に準じる	—

橋台の補修では、表面を塗装して防水する方法のほか、ユニークなところでは「鳥害対策」もあります。鳥のフンによる被害を防ぐためのもので、橋ならではの維持管理の一面です。また、コンクリート橋脚で剥離が起きた箇所は、「断面修復」によって、欠けた部分を修復材で埋め戻し、元の断面を取り戻します。鉄筋が露出してしまっている場合は、そのさびを落として保護したうえで埋め戻す、といった手当てが行われます。

そして、橋脚の補強で大きな位置を占めるのが「耐震補強」です。橋脚のまわりを、炭素繊維シート、コンクリート、鋼板、アラミド繊維といった材料で「巻き立てる」ことで、地震の力に対する粘り強さを高めます。材料によって持ち味は異なり、鋼板は高い補強効果が得られ、炭素繊維やアラミド繊維のシートは軽くて施工がしやすく、コンクリート巻き立ては断面そのものを増やして強くします。橋脚の状況や現場の条件に応じて、これらが使い分けられます。実際、大きな地震への備えとして、こうした震災補強の工事は全国で進められてきました。耐震補強の考え方そのものについては、別の記事でも解説しています。

【耐震設計の考え方｜地震に強い橋を造るための3つの考え方】
https://hashiwatashi.com/bridge-seismic-design/

ただし、注意したいことがあります。巻き立てに使ったコンクリートやシートといった補強材も、年月とともに劣化していきます。せっかくの補強が効き続けているか、補強材そのものが傷んでいないかを確かめることも、点検の大切な役目です。補強したら終わり、ではないのです。

まとめ

この記事では、下部構造の点検・補修・補強について、損傷の例から耐震補強の方法までを見てきました。要点を振り返ります。

• 下部構造（橋台・橋脚・基礎）は、橋の力を地盤へ伝える土台で、その損傷は橋の安全に直結する
• 点検は、RC製なら鉄筋コンクリート構造として、鋼製なら鋼構造物として行う
• 基礎では沈下や洗掘、橋台では土圧による移動・傾斜が、特有の損傷となる
• 水中・地中にあって発見も対応も難しいため、落橋を防ぐ「特別な配慮」が必要になる
• 橋脚の補強では、各種の巻き立てによる耐震補強が広く行われ、補強材自体の点検も欠かせない

目に触れにくく、つい見落とされがちな下部構造。けれども、橋を足元で支えるその土台にこそ、橋の安全の土台があります。見えない部分に心を配ることが、橋を未来へ支え続ける力になります。鋼橋・コンクリート橋、そして下部構造——橋を構成するそれぞれの部分に目を行き届かせてこそ、一つの橋を丸ごと守ることができるのです。